Про компесаціонних стабілізаторах.

Євген Мерзлікін. (Справи давно минулих днів.)

Раніше sn08.htm ми говорили про параметричні стабілізаторах і підсилювачах струму на основі емітерних повторювачів. Подальший розвиток систем живлення радіоапаратури призвело до створення стабілізаторів з підсиленням.

Класична схема компенсаційного стабілізатора приведена на рис. 1.


Рис. 1.

Тут вихідна напруга знімається з дільника R2R3R4 і порівнюється з опорним на стабілітрон VD1 транзистором VT3 який виробляє сигнал неузгодженості. вихідним струмом транзистора VT3 управляється вихідний складовою транзистор VT1VT2 Це призводить до компенсації обурення на виході стабілізатора .. Недоліком є, що схема боїться коротких замикань і перевантажень. Токи що порівнює транзистора можна трохи збільшити. Що дозволить замінити складовою вихідний транзистор одиночним. А додаткове посилення в стабілізаторі можна отримати включивши вихідний транзистор за схемою з загальним емітером (ОЕ). Це дозволить потенціал радіатора охолодження зрівняти з вихідним напругою рис. 2.


Рис. 2.

У цієї схеми тільки один недолік – їй необхідно початкове вплив для виходу на робочий режим. Зазвичай це резистор між коллекторм і емітером транзистора вихідного. Номінал цього резистора від 470 Ом до декількох кОм. Це призводить до деякого зменшення коефіцієнта стабілізації. Зате схема не боїться КЗ і перевантажень. При перевантаженнях регулюючий транзистор просто закривається. Прибрати вплив запускаючої резистора зовсім просто – можна використовувати замість нього високовольтну слабкострумових лампочку HL1. До речі при перевантаженнях і КЗ стабілізатор закриється в критичної режимі. Струм у ланцюзі харчування буде проходити тільки через лампочку – вона буде світитися. Втім для ланцюга запуску можна спробувати використовувати і світлодіод.

Зовсім класний стабілізатор може бути виконаний, якщо замінити регулюючий елемент діфкаскадом VT5VT6 і додати додатковий підсилювач VT4 рис. 3.


Рис. 3.

Коефіцієнт стабілізації такого стабілізатора може досягати десятків тисяч. Дуже зручно всі вихідні транзистори розташувати на одному радіаторі. Вихідна напруга можна регулювати в досить широких межах змінюючи опір R6. Діапазон регулювання знизу визначається напругою стабілізації стабілітрон VD1. Верхня ж межа може перевищувати це вбрані в 2 … 3 рази.

Дуже легко на основі даної схеми виготовити Двуполярность блок живлення, рис. 4.


Рис. 4.

Тут кількість регулюючих транзисторів уменьшіно до двох (VT1, VT2). Ємності конденсаторів С1 повинні бути досить великими – 2000 … 4000 мкФ. Це необхідно для згладжування початкових пульсацій випрямляча при великих струмах. Ємність конденсаторів C2 невелика, може бути в межах 20 … 50 мкФ, тому що стабілізатор має коефіцієнт стабілізації близько 4000 … 8000.

На основі даної схеми можна виготовити досить таки непоганий Двуполярность лабораторний блок живлення з діапазоном регулювання від 0 В до 15 … 25 В в залежності від потужності силового трансформатора та вихідних регулюючих транзисторів, рис. 5.


Рис. 5.

Цікаво включення опорних стабілітронів. З них же взято харчування підсилювачів постійного струму на транзисторах VT3-VT5. На транзисторі VT6 зібрана захист по струму.

Вихідна напруга: регульоване від + / -1 до + / -18 В
Вихідний струм: регульований від 0,1 до 1,0 А
Коефіцієнт стабілізації: 4500
Напруга пульсацій на виході при максимальному струмі (ампл.): 0,5 мВ

Деталі:

У якості силового трвнсформатора застосований тор від магнітофона "Електроніка 211-Стерео". На ньому домотона ще одна вторинна обмотка – 270 витків проводом ПЕЛ-1 1,0. Опору 1R9, 2R9 намотані манганіновим проводом діаметром 0,5 мм на резистора МЛТ-1, 0. Керуючі транзистори 1VT1, 2VT1 встановлені на радіатори площею 150 см 2 кожен.

Перелік комплектуючих

1R1 = 470
1R2 = 100
1R3 = 1 до
1R4 = 1 до
1R5 = 1 до
1R6 = 1 до
1R7 = 1 до
1R8 = 0,47
1R9 = 1 до
1R10 = 1 до
1R11 = 1 до
1R12 = 1 до 
2R1 = 470
2R2 = 100
2R3 = 1 до
2R4 = 1 до
2R5 = 1 до
2R6 = 1 до
2R7 = 1 до
2R8 = 1 до
2R9 = 0,47
2R10 = 1 до
2R11 = 1 до
2R12 = 1 до 
1VT1 = КТ837
1VT2 = КТ816
1VT3 = КТ315
1VT4 = КТ361
1VT5 = КТ361Г
1VT6 = КТ361Г 
2VT1 = КТ805АМ
2VT2 = КТ817
2VT3 = КТ361Г
2VT4 = КТ315Г
2VT5 = КТ315Г
2VT6 = КТ315Г 
1C1	= 2000,0
1C2	= 100,0
1C3	= 200,0
 
2C1	= 2000,0
2C2	= 100,0
2C3	= 200,0
 
1VD1 = Д814А
2VD1 = Д814А 
TV1	= 220/16,5
 
VD = 4 х КД202 

Конструкція

Блок живлення зібраний на стеклотекстолітовой платі розмірами 200х140х2 мм. На ній же встановлені силовий трансформатор, радіатори. Тут же, по стороні 140 мм встановлений П-подібний кроншейн з вихідними гніздами і регулювальними резисторами. Такий же кронштейн встановлено по іншій стороні плати 140 мм. По краях довгих сторін плати встановлені П-образні радіатори розміром 160х40х20 мм, на яких, відповідно, укріплені без ізоляційних прокладок силові транзистори позитивного і негативного стабілізаторів. На цю конструкцію одягається корпус, склеєний з полістиролу товщиною 1,5 мм, у вигляді труби з прямокутним перетином і внутрішніми розмірами 140х45 мм. Таким чином зібраний блок живлення за габаритами такий же, як і довідник з транзисторам Горюнова.

У висновку хотілося б відзначити, що за аналогічною схемою було зібрано більш потужні блоки живлення.
Так при використанні трансформатора ТС-300 з вихідною напругою 2х24 В і заміні транзисторів КТ805АМ на КТ803, а КТ837 на ГТ806 та встановлення їх на радіатори площею 1200 см 2 кожен вихідний струм досягав 3А при вихідному напрузі 1 … 25 В (до речі найкритичніший режим для транзисторів – це при вихідному напрузі 1 В і струмі 3 А). А при встановленні регулюючих транзисторів парами в паралель з додатковим вирівнює резистором в емітер 0,1 Ом вдалося отримати ток 5 А. При цьому всі параметри зберігалися у всьому діапазоні регулювань напруги та струму.